换句话说，肌肉密度和脂肪密度对身体力量有着非常重要的作用。碳水化合物充分燃烧生成二氧化碳、水和能量，没有尾气。脂肪和蛋白质的燃烧可能会产生一些废气，我们有时候称它们为血乳酸。氧气进入身体要考虑肺活量。运动员运动时戴氧气面罩。通过加速过程中氧气和二氧化碳的比值来评估。不是，我们运动员要做好充分的热身活动。因为这种运动，人体的肌肉对氧气的需求是瞬时的，而人的呼吸肌是平滑肌，对氧气的供给有惰性。
奥林匹克精神是更快、更高、更强，但没有最快、最高、最强。人类的身体是有极限的，体育科技工作者的日常工作就是配合教练员，让运动员充分发挥自己的潜力，自我完善，挑战人类的极限。这样的极限是什么？在挑战极限的过程中，我们能做些什么？
出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）
以下内容为奥运会科技专家组成员、国家体育总局体育科学研究所研究员洪平演讲实录：
奥林匹克精神是更快、更高、更强。那么有没有最快、最高、最强？
答案是没有，为什么呢？因为人类的身体是有极限的。这个极限究竟在什么地方是一个重要的科学问题。
医生可以告诉你血糖高了怎么控制、血压高了怎么治疗，但是谁可以告诉我们，我们心脏能承受的最高跳动次数，血压最高的承载负荷以及奔跑的速度、跳跃的高度，这样的极限是什么？
如果说有一类人可以挑战人类的极限，那一定是发挥出洪荒之力的运动员。
在这个过程中我们能做什么呢？
力量，洪荒之力的物质基础
博尔特为什么能跑这么快？牛顿第二定律——人从静止到跑起来、从低速到高速是一个加速的过程。
从此可知，没有力量就没有加速度，所以力量是驱动博尔特速度越来越快的核心动力。
所以要想跑的快，首先要有力量，洪荒之力就是来源于此。
决定力量多少的是什么呢？
一个因素是我们的肌纤维。我们普通人的肌肉或许不是很强壮，大概算是一个两缸的发动机。
但是博尔特的肌肉体积和质量比我们普通人要大很多，他大概是一个八缸的发动机，所以他的动力就比我强很多。
另一个非常重要的因素是神经。神经要控制我们的肌肉，也就是大脑对神经冲动的支配和肌肉肌纤维的控制。
比如说，我有两缸的力量，但是我的神经只能控制一个缸去运动。而博尔特有八个缸，因为他的神经训练到位，他八个缸全部能动起来，那他当然能比我跑的快得多。
总之，以上两因素分别是力量的来源和对它的控制。
要研究博尔特为什么跑得那么快，就需要去了解博尔特的力量是多少。
我们举个例子，看看力量的衡量标准。比如说马龙卧推230公斤，乔丹卧推200公斤，奥尼尔卧推198公斤。
而我们中国最著名的中锋卧推150公斤，我们整个篮球界的平均水平大概是120公斤左右，甚至有很多运动员都推不到100公斤。
试想我们去打乔丹，200公斤对100公斤，一对抗，你倒地他站着，这就体现了力量是决定我们比赛胜利的物质基础之一。
如何增加力量
既然力量在这个过程中这么重要，那么什么对力量又起着重要的作用呢？
我们通过比较发现，我们和NBA的身高相差5厘米，体重要少9公斤，这就代表身体密度的克托莱指数相差36。
也就是说，我们的身体密度没有别人大。而身体密度是由我们身体里面的肌肉密度和脂肪决定的。
身体密度对力量起着非常关键的作用。换句话说，肌肉密度和脂肪密度对身体力量有着非常重要的作用。
NBA球员浑身都是腱子肉，而我们很多运动员身体的脂肪含量相当高。
试想一下，一个100公斤的运动员如果身体脂肪含量是25%，那他就有25公斤的脂肪，如果力量不变，我减少5公斤脂肪，质量下降是不是加速度就会提高？
如果把5公斤脂肪像衣服一样脱下，我往上一跳，落地，我的膝关节的受力是不是要小很多？我的运动损伤是不是就会小很多？
所以身体的质量、肌肉的质量和力量之间的关系以及这些因素与损伤的关系就不言自明。
这样我们就会知道，我们希望一个运动员吃更多的优质蛋白质，因为蛋白质是肌肉的物质基础。
所以NBA球员有很多禁忌——不能吃热狗、不能吃汉堡、不能吃全蛋、不能吃糖果、不能吃黄油、不能吃熏肉、不能吃煎制食品、不能吃冰激凌。
为什么？因为这些食品含脂肪太多。
因此，我们要成为一个优秀的运动员，或者我们要成为一个科学的健身爱好者，首先要管好我们的嘴，提高我们摄入食品的有效质量。
制定科学的训练方案
我们需要了解每一个运动员的身体状态和训练水平，来为他设计科学的训练方案。
比如说抽血、测速度、测力量、测心肺功能、测运动后的血乳酸。
一个比赛周期的训练方案，首先要打好物质基础，然后提高肌肉的体积。
肌肉体积提高了，肌纤维的数量和质量提高了，之后去练标准的动作使他技术定型，再提高爆发力使他的力量更有质量，以后再提高力量耐力使他可以多次的奔跑和对抗。最后将运动员维持在一个较高的水平去比赛。
除了力量的过程，还有技术的过程、战术的过程和速度的过程。
因此整个训练计划的设计是一个多维度的复杂过程。
基于这样的设计，我们会去了解每一个训练手段如何开展，比如说要练投篮，引体向上或卧推，哪个效果更好？
卧推。因为引体向上是远固定，卧推是静固定，而投篮是静固定的过程。
我们首先要分析需求，然后选择要练习什么肌肉，再去选择练习的方法、频率、顺序、数量及间歇时间，这才是一个完整的科学的训练计划。
再比如说，第一组蹬腿、卧推等15个，中间休息2分钟，再做第二组，第二组强度更大，每做完一个15次，要再加一分钟跳绳。
把这些元素都贯彻其中才是完整的训练计划。
另外，还要控制运动的速度、稳定程度以及呼吸方式，提高训练质量。
然后强化训练质量，包括教练员指导严格的计划、正确的动作、全神贯注、热身，不要我行我素。
牵拉练完以后，最后把所有力量转化为我们的专项力量和专项技术。
我们还要依据他奔跑的能力为他选择不同的鞋。
如果鞋改变不了，我们可以为他制作鞋垫来提高鞋的抓地能力，来保证我们整个训练的科学开展。
好车加好油，人也一样
在这个过程中F=MA，有肌肉了，肌肉的能源从哪儿来？糖、脂肪和蛋白质。
那么对于运动员来说，这辆好车要加好油，什么是好油？
碳水化合物。
碳水化合物充分燃烧生成二氧化碳、水和能量，没有尾气。
脂肪和蛋白质的燃烧可能会产生一些废气，我们有时候称它们为血乳酸。
氧气进入身体要考虑肺活量。
肺活量越大，氧气进入身体和血红蛋白结合，血红蛋白结合在红细胞里面，红细胞运行在血管中，血管把氧气运到身体的各个组织细胞。
也就是说，要有很好的肺活量、很多的氧气瓶、很快的运输车、很畅通的公路和非常好的发电厂，能源物质 氧气充分燃烧生成能量。
这是我们运动员产生能量驱动力量的过程。
所以我们要评价运动员的肺活量、血红蛋白、红细胞、血管、心脏的功能及线粒体酶的活性才能保证整个代谢是稳定的、顺畅的、高效率的。
我们怎么做？运动员运动时戴氧气面罩。
通过加速过程中氧气和二氧化碳的比值来评估。
随着速度越来越快，吸收氧气越来越多、排放二氧化碳越来越多，最后达到一个最高值，我们叫最大适氧量，这个过程中所对应的心率就是最高心率，也就是心跳最快的速度。
我们可以通过心率来评价运动员承受的负荷强度，这个强度决定着运动员训练的能力、水平和自身提高的幅度。
而这些氧气的供给、有氧和无氧能够代表不同能源物质供能的功率、持续时间和稳定性。
有了强度以后，我们就可以用心率、呼吸频率、血乳酸、肌酸激酶、主观疲劳量表等生理生化物理学指标来评价训练强度，而强度是所有训练的核心。
在这样的指导下是不是就完善了？不是，我们运动员要做好充分的热身活动。
在篮球比赛，运动员打第一节比赛，汗流如注，气喘吁吁。因为这种运动，人体的肌肉对氧气的需求是瞬时的，而人的呼吸肌是平滑肌，对氧气的供给有惰性。
氧气需求特别高而呼吸肌没有兴奋起来，氧气供给不足，所以人气喘吁吁。
当你跑1500米时，跑第一圈没事，跑第一圈半的时候喘不过气来想放弃，那个点叫极点，又叫第二次呼吸。
当你顶过来以后，氧气供给和需求平衡了，气顺了，跑起来就舒服了。
运动训练也是如此，首先要做热身让运动员的心肺功能充分动员，再去进行训练和比赛。
那么训练完、比赛完以后产生了很多废气，比如说血乳酸这种物质，该如何处理？
研究表明，在训练完或者运动完后的20分钟慢跑中，血乳酸消耗的最快。所以我们做完健身以后也要去做放松活动，不能忘记放松这一重要步骤。
普通人如何进行科学健身
张伯伦，一个伟大的球员，身高2.16米，100米跑10秒9，400米跑47秒，跳高跳2.02米。他能跑能跳，持续时间还长。
他在科学的系统的训练下能够成为一代传奇，那他对我们老百姓有什么启示？
有一个38岁的女子，想两个多月挑战120公里的戈壁。
她来我们这儿做测试，首先做运动风险筛查证明她各个器官是符合健康的要求，然后去了解身体机能、评价身体结构、确定强度、了解负荷，然后去诊断伤病。
还对她的跑步姿势进行科学的分析，帮她纠正跑步的姿势。再进行力量训练，并帮助选择她的鞋、装备、饮料等。
最后，通过两个多月的训练，她体重降了0.5公斤，但肌肉长了2公斤。
肌肉长了有力量，体重降了损伤小，她的跑步姿势也得到改善，强度达到了比赛所需强度，最后她挑战120公里成功！
大家有兴趣可以看看中央十套《走进科学之征战戈壁》，有三集，收视率很高。里面有很多知识点。
对于一个爱好者是如此，那么对于老百姓，运动是什么？
运动是良药，可以带来健康、可以消除一些慢性疾病，可以控制糖尿病、可以控制血压，甚至对心理健康也有很好的改善。
但是运动是良药，是药三分毒。
现在很多马拉松比赛80%以上的人群有受伤。有一次比赛有两万人，其中有九千人肌肉拉伤，什么原因？
赛前没有做好充分的热身和牵拉。如果提前做这些准备，这些运动伤害就可以避免。所以我希望大家记住“运动是良药，是药三分毒”！
现在国际上有一个概念，把每个病人都当成运动员来看，什么意思？
病人要回归健康叫康复，病人回到家庭走向社会，他要成为一个正常人，病人还要回归岗位去工作，成为一个对社会有贡献的人。
怎么样树立目标，像运动员一样对待他们？训练他们康复，健康，能够胜任社会的责任，这是目前我们在大力推广的活动。
那么运动对一个人的一生来说，孩子们从小爱运动，肥胖率可以降低30%，请假的天数可以减少2天、受教育程度越来越高、工资收入会增加，然后他的医疗保健的损耗会降低等等。
如果不爱运动，他可能就会肥胖、可能会因为请假多，学习不太好。所以工作以后的工资下降，医疗保险增加，最后导致寿命可能会减少5岁，以及他会遗传下一代。
父亲不爱运动、母亲不爱运动，他的孩子可能也不爱运动，这是影响到一生的生活方式。所以，我们提倡每个人都坚持锻炼，终身锻炼。
那么，这种锻炼的科学指导需要什么？需要知识传播。通过知识形成理念，通过理念来指导行为，通过行为来形成习惯。
运动可以成“瘾”，看看那些痴迷马拉松的人，成瘾其实就是成为了一种习惯。
这种习惯可使我们幸福一生、健康一生，这是多么完美的一件事情！没有全民健康就没有全面小康。
中国有很多老年人，如果他们身体不好，家庭的负担会增加，家庭的幸福就会受到影响；我们的劳动者，如果身体不够强壮，生产力就会下降；我们的青少年，如果成为军人，他们体质不好就没有办法保家卫国。
因此，体质增强、促进健康关乎中华民族可持续发展。我们要做的，是推动全民健身和全民健康深度融合，真正去挖掘中华民族伟大复兴的“洪荒之力”。
“格致论道”，原称“SELF格致论道”，是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。获取更多信息。本文出品自“格致论道讲坛”公众号（SELFtalks），转载请注明公众号出处，未经授权不得转载。
